计算机操作系统重点.doc

第一章 操作系统引论1、操作系统的目标有效性；方便性；可扩充性；开放性2、操作系统的作用（1）OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；（2）OS作为计算机系统资源的管理者；（3）OS实现了对计算机资源的抽象3、什么是脱机输入/输出方式？该技术是事先将装有用户程序和数据的纸带（或卡片）装入纸带输入机（或卡片机），在一台外围机的控制下，把纸带（卡片）上的数据（程序）输入到磁带上。当CPU需要这些程序和数据时，再从磁带上将其高速地调入内存。类似地，当CPU需要输出时，可由CPU直接高速地把数据从内存送到磁带上，然后再在另一台外围机的控制下，将磁带上的结果通过相应的输出设备输出。由于程序和数据的输入和输出都是在外围机的控制下完成的，故称为脱机输入/输出方式。4、操作系统的定义操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序的集合。5、分时系统定义：分时系统是指，在一台主机上连接了多个带有显示器和键盘的终端，同时允许多个用户通过自己的终端，以交互方式使用计算机，共享主机中的资源。分时系统实现中的关键问题：及时接收；及时处理6、操作系统的基本特征并发、共享、虚拟和异步。并发特征是操作系统最重要的特征。7、操作系统的主要功能处理机管理功能（进程控制、进程同步、进程通信、调度）；存储器管理功能（内存分配：主要任务是为每道程序分配内存空间。 内存保护：主要任务是确保每道用户程序都只在自己的内存空间内运行，彼此互不干扰。 地址映射：将地址空间中的逻辑地址转换为内存空间汇总与之对应的物理地址。 内存扩充：借助于虚拟存储技术，从逻辑上去扩充内存容量。）；设备管理功能（缓冲管理、设备分配、设备处理）；文件管理功能（文件存储空间的管理、目录管理、文件的读/写管理和保护）。8、微内核的基本功能进程（线程）管理；低级存储器管理；中断和陷入处理【简答题】1、 什么是OS？简述“OS”的功能？2、 设计现代OS的主要目标是什么？3、 OS的作用可表现在哪几个方面？4、 何谓脱机I/O和联机I/O？5、 实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？6、 内存管理有哪些主要功能？它们的主要任务是什么？7、 何谓微内核技术？在微内核中通常提供了哪些功能？第2章 进程管理1、 程序并发执行时的特征间断性：程序在并发执行时，由于它们共享系统资源，以及为完成同一项任务而相互合作，致使在这些并发执行的程序之间，形成了相互制约的关系。相互制约将导致并发程序具有“执行暂停执行”这种间断性的活动规律。失去封闭性；不可再现性2、 引入进程的原因为使程序能并发执行，且为乐对并发执行的程序加以描述和控制，人们引入了“进程”的概念。3、 引入挂起状态的原因终端用户的请求；父进程请求；负荷调节的需要；操作系统的需要。4、 什么是进程控制块？其作用是什么？为什么是进程存在的唯一标志？PCB中记录了操作系统所需的、用于描述进程的当前情况以及控制进程运行的全部信息。进程控制块的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序（含数据），成为一个能独立运行的基本单位，一个能与其它进程并发执行的进程。在进程的整个生命期中，系统总是通过PCB对进程进行控制的，亦即，系统是根据进程的PCB而不是任何别的什么而感知到该进程的存在的。所以说，PCB是进程存在的惟一标志。5、 进程的创建申请空白PCB；为新进程分配资源；初始化进程控制块；将新进程插入就绪队列。6、 引起进程阻塞和唤醒的事件请求系统服务；启动某种操作；新数据尚未到达；无新工作可做。7、 同步机制应遵循的规则空闲让进；忙则等待；有限等待；让权等待8、 整形信号量在整形信号量机制中的wait操作，只要是信号量S0，就会不断地测试。因此，该机制并未遵循“让权等待”的准则，而是使进程处于“忙等”的状态。9、 低级通信工具和高级通信工具的区别用户要利用低级通信工具实现进程通信时非常不方便的。高级进程通信，是指用户可直接利用操作系统所提供的一组通信命令高效地传送大量数据的一种通信方式。10、 引入线程的原因引入线程，是为了减少程序在并发执行时所付出的时空开销，使OS具有更好的并发性。【简答题】1、 什么是进程？有哪些特征？2、 为什么程序并发执行会产生间断性特征？3、 在操作系统中为什么要引入进程的概念？它会产生什么样的影响？4、 试说明PCB的作用，为什么会所PCB是进程存在的唯一标志？5、 为什么要引入挂起状态？该状态有哪些性质？（性质：被挂起的进程处于禁止状态，不能直接被处理机调度。）6、 在创建一个进程时所要完成的主要工作是什么？7、 试说明引起进程阻塞或被唤醒的主要事件是什么？8、 同步机构应遵循哪些基本准则？为什么？9、 试比较进程间的低级与高级通信工具。10、 为什么要在OS中引入线程？第3章 处理机调度与死锁1、 作业调度（高级调度）的主要功能根据作业控制块中的信息，审查系统能否满足用户作业的资源需求，一起按照一定的算法，从外存的后备队列中选取某些作业调入内存，并为它们创建进程、分配必要的资源。然后再将新创建的进程插入就绪队列，准备执行。2、 作业调度的作用（1）决定接纳多少个作业：作业调度每次要接纳多少个作业进入内存，取决于多道程序度，即允许多少个作业同时在内存中运行。（2）决定接纳哪些作业：应将哪些作业从外存调入内存，这将取决于所采用的调度算法。最简单的是先来先服务调度算法。3、低级调度的功能低级调度用于决定就绪队列中的哪个进程应获得处理机，然后再由分派程序执行把处理机分配给该进程的具体操作。保存处理机的现场信息；按某种算法选取进程；把处理器分配给进程。4、 进程调度方式非抢占方式；抢占方式（原则：优先权原则、短作业（进程）优先原则、时间片原则）5、 调度算法先来先服务调度算法 FCFS短作业（进程）优先调度算法 SJ(P)F基于时间片的轮转调度算法6、 多级反馈队列调度算法的性能终端型作业用户、短批处理作业用户、长批处理作业用户7、 产生死锁的原因竞争资源；进程间推进顺序非法8、 产生死锁的必要条件互斥条件；请求和保持条件；不剥夺条件；环路等待条件9、 处理死锁的基本方法预防死锁；避免死锁；检测死锁；解除死锁【简答题】1、 三级调度分别在什么情况下发生？2、 什么是进程的非抢占式调度和抢占式调度？3、 高级调度与低级调度的主要任务是什么？为什么要引入中级调度？4、 在抢占调度方式中，抢占的原则是什么？5、 何谓静态和动态优先级？确定静态优先级的依据是什么？6、 何谓死锁？产生死锁的原因和必要条件是什么？7、 在解决死锁问题的几个方法中，哪种方法最易于实现？哪种方法使资源利用率最高？第4章 存储器管理1、 程序的装入绝对装入方式（适应的系统）可重定位装入方式（适应的系统）动态运行时装入方式（适应的系统）2、 连续分配方式单一连续分配、固定分区分配、动态分区分配、动态重定位分区分配3、 对换原理：所谓“对换”，是指把内存中暂时不能运行的进程或者暂时不用的程序和数据调出到外存上，以便腾出足够的内存空间，再把已具备运行条件的进程或进程所需要的程序和数据调入内存。好处：提高内存利用率的有效措施。4、 基本分页存储管理方式5、 引入分段存储管理方式的原因方便编程；信息共享；信息保护；动态增长；动态链接6、 分页和分段的主要区别页是信息的物理单位；页的大小固定且由系统决定；分页的作业地址空间是一维的。7、 虚拟存储器的特征多次性；对换性；虚拟性8、 页面置换算法最佳置换算法；先进先出页面置换算法；最近最久未使用LRU置换算法【简答题】1、 分段管理方式有哪些优点？2、 可采用哪几种方式将程序装入内存？它们分别使用于何种场合？3、 在采用首次适应算法回收内存时，可能出现哪几种情况？应怎样处理这些情况？4、 在系统中引入对换后可带来哪些好处？5、 分页和分段存储管理有何区别？6、 什么是虚拟存储器？（指具有请求调入和置换功能，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器。其容量由内存与外存的容量之和决定。速度接近于内存，成本接近于外存。）虚拟存储器有哪些特征？其中最本质的特征是什么？7、 在请求分页系统中，常采用哪几种页面置换算法？第五章 设备管理1、 设备管理的基本任务和主要功能分别是什么？基本任务：完成用户提出的I/O请求，提高I/O速率以及提高I/O设备的利用率。主要功能：缓冲区管理、设备分配、设备处理、虚拟设备以及实现设备独立性等。2、 I/O系统按设备的共享属性分类独占设备；共享设备；虚拟设备3、 通道定义：通道是一个独立与CPU的专管输入/输出控制的处理机，它控制设备与内存直接进行数据交换。它有自己的通道指令，这些通道指令受CPU启动，并在操作结束时向CPU发中断信号。4、 解决“瓶颈”问题的最有效的方法增加设备到主机间的通路而不增加通道，就是把一个设备连接到多个控制器上，而一个控制器又连接到多个通道上。多通路方式不仅解决了“瓶颈”问题，而且提高了系统的可靠性，因为个别通道或控制器的故障不会使设备和存储器之间没有通路。5、 I/O控制方式程序I/O方式；中断驱动I/O控制方式；直接存储器访问DMAI/O控制方式6、 DMA控制方式的特点数据传输的基本单位是数据块；所传送的数据是从设备直接送入内存的，或者相反；仅在传送一个或多个数据块的开始和结束时，才需CPU干预，整块数据的传送是在控制器的控制下完成的。7、 引入缓冲区的原因缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾；减少对CPU的中断频率，放宽对CPU中断相应时间的限制；提高CPU和I/O设备之间的并行性。8、 中断处理程序的处理过程唤醒被阻塞的驱动（程序）进程；保护被中断进程的CPU环境；转入相应的设备处理程序；中断处理；恢复被中断进程的现场9、 设备分配的两种方式安全分配方式：每当进程发出I/O请求后，便进入阻塞状态，直到其I/O操作完成时才被唤醒。在采用这种分配策略时，一旦进程已经获得某种设备（资源）后便阻塞，使该进程不可能再请求任何资源。不安全分配方式：进程在发出I/O请求后仍继续进行，需要时又发出第二个I/O请求、第三个I/O请求等。仅当进程所请求的设备已被另一进程占用时，请求进程才进入阻塞状态。10、系统的设备分配程序进行设备分配的步骤分配设备；分配控制器；分配通道11、SPOOLing技术虚拟设备是指通过虚拟技术，可将一台独占设备变换成若干台逻辑设备，供若干个用户（进程）同时使用。由于多台逻辑设备实际上并不存在，而只是给用户的一种感觉。因此，称为虚拟设备。其实现所依赖的关键技术是SPOOLing技术。11、 SPOOLing技术如何使一台打印机虚拟成多台打印机？当用户进程请求打印输出时，SPOOLing系统同意为它打印输出，但并不真正立即把打印机分配给该用户进程，而只为它做两件事：由输出进程在输出井中为之申请一个空闲磁盘块区，并将要打印的数据送入其中；输出进程再为用户进程申请一张空白的用户请求打印表，并将用户的打印要求填入其中，再将该表挂到请求打印队列上。如果打印机空闲，输出进程将从请求打印队列的队首取出一张请求打印表，根据表中的要求将要打印的数据，从输出井传送到内存缓冲区，再由打印机进行打印，直至请求打印队列为空。12、 磁盘访问时间 寻道时间：把磁臂（磁头）移动到指定磁道上所经历的时间。Ts=m*n+s 旋转延迟时间Tr：定扇区移动到磁头下面所经历的时间。 传输时间Tt：把数据从磁盘读出或向磁盘写入数据所经历的时间。Tt=b/(rN)Ta=Ts+1/2r+b/rN【简答题】1、 什么是通道技术？2、 设备管理的主要任务是什么？3、 SPOOLing技术如何使一台打印机虚拟成多台打印机？4、 如何解决因通道不足而产生的瓶颈问题？5、 有哪几种I/O控制方式？各适用于何种场合？6、 试说明DMA的工作流程7、 引入缓冲的主要原因是什么？8、 何谓设备虚拟？实现设备虚拟时所依赖的关键技术是什么？9、 设备中断处理程序通常需完成哪些工作？第六章 文件管理 1、 文件由创建者所定义的、具有文件名的一组相关元素的集合，可分为有结构文件和无结构文件两种。2、 文件系统3、 文件类型 按用途分类：系统文件；用户文件；库文件 按存取控制属性分类：只执行文件；只读文件；读写文件4、 外存分配方式连续分配；链接分配；